Proteinverdauung und Aminosäureaufnahme im alternden Magen-Darm-Trakt (AgingGut)

Weltweit nimmt der Anteil älterer Menschen an der Bevölkerung zu. Der fortschreitende Verlust der Skelettmuskelmasse mit zunehmendem Alter oder Sarkopenie hat erhebliche Auswirkungen auf unser Gesundheitssystem und die Kosten, da die Morbidität zunimmt und ein größerer Bedarf an Krankenhausaufenthalten und/oder Heimeinweisungen besteht. Eine ausreichende Proteinzufuhr ist für den Erhalt der Skelettmuskelmasse und der allgemeinen Gesundheit unerlässlich und fördert dadurch das aktive Altern. Während die Gesamtproteinaufnahme bei älteren Erwachsenen im Allgemeinen geringer ist als bei jungen Erwachsenen, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass ältere Erwachsene mehr Protein benötigen, um die Muskelproteinsynthese, die sogenannte anabole Resistenz, zu steigern. Die genauen Mechanismen, die der anabolen Resistenz zugrunde liegen, sind noch nicht vollständig geklärt. Als mögliche Ursache wurden altersabhängige Veränderungen in der Physiologie des Magen-Darm-Trakts vermutet.

Nach der Proteinaufnahme wird Protein durch Verdauungsenzyme, die im Magen (Pepsin) und im Dünndarmlumen abgesondert werden (Pankreas-Trypsin, Chymotrypsin, Elastase), sowie durch Bürstensaumenzyme (Aminopeptidase, Carboxypeptidase, Dipeptidase) in kleine Peptide und Aminosäuren gespalten. Bürstensaumenzyme sind für die endgültige Verdauung kleiner Peptide in Dipeptide, Tripeptide und Aminosäuren verantwortlich. Anschließend werden diese kleinen Peptide und Aminosäuren von verschiedenen membrangebundenen Transportern über die Darmschleimhaut absorbiert. Der Großteil der aus Nahrungsproteinen gewonnenen Aminosäuren wird in den systemischen Kreislauf freigesetzt und in der postprandialen Phase von verschiedenen peripheren Geweben transportiert und aufgenommen.

Es hat sich gezeigt, dass die postprandiale Plasmaaminosäureverfügbarkeit bei älteren Erwachsenen im Vergleich zu jungen Erwachsenen geringer ist. Dies weist darauf hin, dass die Verdauung und Absorption von Proteinen bei älteren Menschen wahrscheinlich abgeschwächt ist, wodurch die systemische Verfügbarkeit von aus Proteinen gewonnenen Aminosäuren für die Muskelproteinsynthese und andere relevante physiologische Prozesse verringert wird.

Begrenzte Studien haben sich auf Veränderungen in der Physiologie des Magen-Darm-Trakts mit zunehmendem Alter konzentriert. Humanstudien zur Expression und Aktivität von Bürstensaumenzymen und Proteintransportern (d. h. für Dipeptide, Tripeptide und Aminosäuren), die für die letzten Schritte der Verdauung bzw. Absorption von entscheidender Bedeutung sind, fehlen. Ziel der vorliegenden Studie ist es daher, die Expression und Aktivität von Bürstensaumenzymen und die Expression von Proteintransportern in Dünndarmepithelzellen bei älteren im Vergleich zu jungen Erwachsenen zu untersuchen.